Mess-Systeme für Ringe und Bohrungen (ring check) sind automatische Messplätze für die vollständige dimensionelle Prüfung von Innendurchmesser, Unrundheit, Zylindrizität, Oberflächenrauheit und geometrischer Qualität von Ringen, Bohrungen, Aufbohrungen und hohlzylindrischen Bauteilen. Je nach geforderter Genauigkeit und Bauteilgröße kommen rotierende induktive Taster, Lasersensoren, pneumatische Messdorne oder Kameras zum Einsatz. Sie sind unverzichtbar in der Qualitätskontrolle von Serienfertigungen in den Bereichen Automobil, Wälzlager, Hydraulik und Ventiltechnik.
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Funktionsprinzip
Ring-Check-Messplätze unterscheiden sich nach dem Antastprinzip. Bei den Ausführungen mit rotierendem Taster dreht ein motorisiertes Präzisionssystem einen oder mehrere induktive Taster (LVDT) im Inneren der Bohrung, erfasst die Durchmesserabweichungen entlang des Umfangs und rekonstruiert die 2D-Geometrie des Querschnitts. Bei den Ausführungen mit Mehrfachantastung messen mehrere statische Taster in verschiedenen Höhen und Winkellagen gleichzeitig mehrere Punkte der Bohrung und berechnen Unrundheit, Konizität und Taper. Die Laserausführungen verwenden interne Triangulationssensoren, die rotieren oder so verteilt sind, dass sie den gesamten Umfang abdecken.
Gemessene Kenngrößen
Ring-Check-Systeme liefern: mittleren Durchmesser, größten und kleinsten Durchmesser (mit Winkelposition), Unrundheit (out-of-roundness), Zylindrizität (über mehrere Schnitte in verschiedenen Höhen), Konizität (Taper) entlang der Bohrungsachse, Parallelität und Rechtwinkligkeit bezogen auf ein Bezugselement. Die typischen Genauigkeiten liegen bei 0,5 bis 2 µm beim Durchmesser und bei 0,1 bis 0,5 µm bei der Unrundheit, bei Zykluszeiten von wenigen Sekunden pro Teil. Die Winkelauflösung beträgt je nach Modell 0,1° bis 1°.
Industrielle Anwendungen
Ring-Check-Messplätze werden eingesetzt für die dimensionelle Prüfung von Lagerringen (innen und außen) vor der Montage, von Zylinderlaufbuchsen von Verbrennungsmotoren (Prüfung der für die Leistung kritischen Innengeometrie), von Kolben- und Ventilsitzen, von Bohrungen hydraulischer Bauteile, von Dichtringen sowie von Flanschen und gebohrten Naben. Messgeschwindigkeit und Automatisierungsgrad ermöglichen eine 100-%-Prüfung in Serienfertigungen mit hoher Taktrate.
Software und Daten
Die spezielle Software steuert die automatische Kalibrierung mit Meisterringen, die Festlegung der Form- und Maßtoleranzen, die Erzeugung polarer Profildiagramme, die Berechnung der Formkennwerte nach ISO 12181 (out-of-roundness), die Berichterstellung entsprechend den Qualitätsanforderungen der Branche sowie SPC-Statistiken mit Berechnung der Prozessfähigkeit. Die Anbindung an MES-Systeme ermöglicht die Rückverfolgbarkeit des einzelnen Teils. Der Export im Q-DAS-Format erleichtert die weiterführende Auswertung mit spezieller Statistiksoftware.
Normen und Auswahlkriterien
Die messtechnischen Eigenschaften der Ring-Check-Systeme richten sich nach ISO 12181 (out-of-roundness), ISO 12180 (Zylindrizität) und ISO 14253 für die Konformitätsaussage. Die regelmäßige Kalibrierung erfolgt mit hochgenauen, nach ISO 17025 kalibrierten Meisterringen. Die Systemauswahl richtet sich nach den Bohrungsmaßen (Messbereich), den Annahmetoleranzen, der geforderten Zykluszeit, der Flexibilität für mehrere Produktvarianten, der Einbindung in die Linie und den Automatisierungsanforderungen (manuelles oder robotergestütztes Be- und Entladen).
Die jüngste Entwicklung hin zu robotergestützten Ring-Check-Systemen mit integrierten Bildverarbeitungskameras ermöglicht zusätzlich die Oberflächenprüfung der Bohrung (Erkennung von Riefen, Poren und Oberflächenfehlern) parallel zur Maßmessung und damit eine vollständige Qualitätskontrolle in einem einzigen Durchgang. Diese Integration wird besonders bei der Prüfung hochwertiger Motorlaufbuchsen und kritischer hydraulischer Bauteile geschätzt.
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